本篇内容介绍了“C语言双向链表是什么及怎么实现”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
1、概念：概念：双向链表是每个结点除后继指针外还有⼀个前驱指针。双向链表也有带头结点结构和不带头结点结构两种，带头结点的双向链表更为常用；另外，双向链表也可以有循环和非循环两种结构，循环结构的双向链表更为常用。
头文件List.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
typedef int LTDateType;
typedef struct ListNode
{
LTDateType date;
struct ListNode* next;
struct ListNode* prev;
}LTNode;
//void ListInit(LTNode** pphead)；
void ListPrint(LTNode* phead);
void ListPopBack(LTNode* phead);
LTNode* ListInit();//初始化
LTNode* BuyLTNode(LTDateType x);
void ListPushBack(LTNode* phead, LTDateType x);
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDateType x);
void ListPopFront(LTNode* phead);
LTNode* ListFind(LTNode* phead, LTDateType x);
//在pos前插入
void ListInsert(LTNode* pos, LTDateType x);
//删除pos位置的节点
void ListErease(LTNode* pos);
void ListDestory(LTNode* phead);源文件List.C
#include"List.h"
LTNode* BuyLTNode(LTDateType x)
{
LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
if (newnode == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);
}
newnode->date = x;
newnode->next = NULL;
newnode->prev = NULL;
return newnode;
}
//void ListInit(LTNode** pphead)
//{
// assert(pphead);
// *pphead = BuyLTNode(0);
// (*pphead)->next = *pphead;
// (*pphead)->prev = *pphead;
//}
LTNode* ListInit()
{
LTNode* phead = BuyLTNode(0);
phead->next = phead;
phead->prev = phead;
return phead;
}
void ListPrint(LTNode* phead)
{
assert(phead);
LTNode* cur = phead->next;
while (cur != phead)
{
printf("%d ", cur->date);
cur = cur->next;
}
printf("\n");
}
void ListPushBack(LTNode* phead, LTDateType x)
{
assert(phead);
LTNode* tail = phead->prev;
LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
tail->next = newnode;
newnode->prev = tail;
newnode->next = phead;
phead->prev = newnode;
}
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDateType x)
{
assert(phead);
ListInsert(phead->next, x);
}
void ListPopBack(LTNode* phead)//尾删
{
assert(phead);
assert(phead->next != phead);//说明传进来的不只有phead,不然phead被free掉了。
//LTNode* tail = phead->prev;
//LTNode* tailPrev = tail->prev;
//free(tail);
//tail = NULL;
//tailPrev->next = phead;
//phead->prev = tailPrev;
ListErease(phead->prev);
}
void ListPopFront(LTNode* phead)//头删
{
assert(phead);
assert(phead->next != phead);
ListErease(phead->next);
}
LTNode* ListFind(LTNode* phead, LTDateType x)
{
assert(phead);
LTNode* cur = phead->next;
while (cur != phead)
{
if (cur->date == x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
//void ListInsert(LTNode* pos, LTDateType x)
//{
// assert(pos);
// LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
// pos->prev->next = newnode;
// newnode->prev = pos->prev;
//
// pos->prev = newnode;
// newnode->next = pos;
//
//}
//更好的写法
void ListInsert(LTNode* pos, LTDateType x)
{
assert(pos);
//无关写的顺序
LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
LTNode* posPrev = pos->prev;
newnode->next = pos;
pos->prev = newnode;
posPrev->next = newnode;
newnode->prev = posPrev;
}
// 驼峰法
//函数和类型所以单词首字母大写
//变量：第一个单词小写后续单词首字母大写
void ListErease(LTNode* pos)
{
assert(pos);
LTNode* prev = pos->prev;
LTNode* next = pos->next;
free(pos);
//此时要把pos置成空，不然pos就是野指针了
pos = NULL;
prev->next = next;//LT的新的prev指向pos->next;
next->prev = prev;//LT的新的next的prev指向prev;
}
void ListDestory(LTNode* phead)
{
assert(phead);
LTNode* cur = phead->next;//从头结点的下一个位置开始。
while (cur != phead)
{
LTNode* next = cur->next;//先记录，再free
//ListErease(cur);//副用Erease函数实现destory
free(cur);//
cur = next;
}
free(phead);
//phead = NULL;形参的改变不影响实参
}| 不同点 | 顺序表 | 链表 |
| 存储空间上 | 物理上一定连续 | 逻辑上连续，但物理上不一定连 续 |
| 随机访问 | 支持O(1) | 不支持：O(N） |
| 任意位置插入或者删除元 素 | 可能需要搬移元素，效率低O(N) | 只需修改指针指向 |
| 插入 | 动态顺序表，空间不够时需要扩容 | 没有容量的概念 |
| 应用场景 | 元素高效存储+频繁访问 | 任意位置插入和删除频繁 |
| 缓存利用率 | 高 | 低 |
1、链表中倒数第k个结点_牛客题霸_牛客网（链接）
思路：快慢指针法，fast先走k步， slow和fast同时走， fast走到尾时，slow就是倒数第k个
代码示例：
struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k ) {
struct ListNode* slow, *fast;
slow = fast = pListHead;
while(k --)//走k步
{
//判断K是否大于链表的长度。
if(fast == NULL) return NULL;
fast = fast->next;
}
while(fast)//当fast 指针走到尾时
{
slow = slow->next;
fast = fast->next;
}
return slow;
}
第二种写法：
struct ListNode* FindKthToTail(struct ListNode* pListHead, int k )
{
struct ListNode* p1 = NULL, *p2 = NULL;
p1 = pListHead;
p2 = pListHead;
int a = k;
int c = 0;//记录节点个数
//p1指针先跑，并且记录节点数，当p1指针跑了k-1个节点后，p2指针开始跑，
//当p1指针跑到最后时，p2所指指针就是倒数第k个节点
while(p1)//当p1 不为空时
{
p1 = p1->next;
c ++;//节点个数增加
if(k < 1) p2 = p2->next;
k --;
}
if(c < a) return NULL;
return p2;
}2、21. 合并两个有序链表（链接）
思路：归并的思想，将小的值尾插到新链表。时间复杂度为n^2;如果再定义一个尾指针， 每次记录尾。
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
{
if(list1 == NULL)//list1和list2分别是两个链表的头指针
return list2;
if(list2 == NULL)
return list1;
struct ListNode* head = NULL, *tail = NULL;//head是新链表的头指针，tail是新链表的尾指针
while(list1 && list2)
{
if(list1->val < list2->val)
{
if(tail == NULL)//这一步不太理解
{
head = tail = list1;
}
else
{
tail->next = list1;//先传指针指向
tail = list1;//再把list 的地址传给tail，相当于tail往前挪了一步。
}
list1 = list1->next;
}
else
{
if(tail == NULL)
{
head = tail = list2;
}
else
{
tail->next = list2;
tail = list2;//传地址
}
list2 = list2->next;
}
}
if(list1)
{
tail->next = list1;//如果链表1不为空，而此时链表二为空，则直接把链表二的值连接过去就好了。
}
if(list2)
{
tail->next = list2;
}
return head;
}
//方法二：设置一个哨兵位头结点
//head存随机值， head->next存第一个链表的值。起到简化代码的作用。
//一般的链表没有设置哨兵位头结点。
struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* list1, struct ListNode* list2)
{
struct ListNode* head = NULL, *tail = NULL;
head = tail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
head->next = NULL;
while(list1 && list2)
{
if(list1->val < list2->val)
{
tail->next = list1;//先传指针指向
tail = list1;//再把list 的地址传给tail，相当于tail往前挪了一步。
list1 = list1->next;
}
else
{
tail->next = list2;
tail = list2;//传地址
list2 = list2->next;
}
}
if(list1)
{
tail->next = list1;//如果链表1不为空，而此时链表二为空，则直接把链表二的值连接过去就好了。
}
if(list2)
{
tail->next = list2;
}
//解决内存泄漏问题；
struct ListNode* list = head->next;
free(head);
return list;
}3、链表分割_牛客题霸_牛客网（链接）
思路：新设置两个链表，小于x的插到第一个链表，大于x的插到第二个链表。
定义四个指针：LessHead, LessTail,GreatHead, GreatTail.
原链表的值分别尾插到这两个链表， 然后分别更新LessTail,和GreatTail;
最后LessTail的指针再指向GreatHead。完成两个链表的连接。
想极端场景：
1、所有值比x小
2、所有值比x大
3、比x大和小都有，最后一个值是比x小
4、比x大和小都有，最后一个值是比x大
//构成环链表，造成死循环。
//设置哨兵位
class Partition {
public:
ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {
struct ListNode* lessHead, *lessTail, *greatHead, *greatTail;
lessHead = lessTail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
greatHead = greatTail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
lessTail->next = greatTail->next = NULL;
struct ListNode* cur = pHead;
while (cur) {
if (cur->val < x) {
lessTail->next = cur;
lessTail = lessTail->next;
} else {
greatTail->next = cur;
greatTail = greatTail->next;
}
cur = cur->next;
}
//完成链接工作
lessTail->next = greatHead->next;
greatTail->next = NULL;//切断greetTail的最后与greetHead的链接
struct ListNode* list = lessHead->next;
free(lessHead);
free(greatHead);
return list;
}
};4、链表的回文结构_牛客题霸_牛客网（链接）
思路：找出链表的中间节点， 然后逆置，判断前后链表是否一致，若一致，则说明该链表是回文结构。
为什么奇数个时也能过，
例如：1 2 3 2 1
逆置完变为了 1 2 1 2 3 ；
当A走到2的位置时2->next = 3, rHead走到的 2->next = 3， 相等。
class PalindromeList {
public:
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{
struct ListNode* slow, * fast;
slow = fast = head;
while(fast && fast->next) //想的是结束的条件，写的是继续的条件
{
slow = slow->next;
fast = fast->next->next;
}
return slow;
}
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{
struct ListNode* NewHead = NULL;
struct ListNode* cur = head;
while(cur)
{
struct ListNode* next = cur->next;
//头插
cur->next = NewHead;//更多代表链表的指向方向。
NewHead = cur;//接着把地址传过来(更新)
cur = next;//（更新）
}
return NewHead;
}
bool chkPalindrome(ListNode* A) {
struct ListNode* mid = middleNode(A);
struct ListNode*rHead = reverseList(mid);//应该逆置mid，中间结点。
while(A && rHead)
{
if(A->val == rHead->val)
{
A = A->next;
rHead = rHead->next;
}
else
{
return false;
}
}
return true;
}
};5、力扣相交链表（链接）
思路1：A链表每个节点B跟链表依次比较，如果有相等，就是相交，第一个相等就是交点。
时间复杂度：o(N*M);
思路二：如果两个链表相交，则这两个链表的最后一个元素的地址相同。
包含思路二三：
代码示例：
struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB)
{
struct ListNode* tailA, *tailB;//因为之后还要用到headA,和headB,所以要用tail来进行迭代。
tailA = headA, tailB = headB;
int lenA = 1, lenB = 1;
while(tailA)//求出A的尾
{
tailA = tailA->next;
++lenA;//求出A的长度
}
while(tailB)//求出链表B的尾
{
tailB = tailB->next;
++lenB;//求出B的长度
}
if(tailA != tailB)//如果两个链表的尾不相等，则返回空
{
return NULL;
}
//相交，求交点，长的先走差距步，再同时找交点。
struct ListNode* shortList = headA, *longList = headB;//默认A短B长
if(lenA > lenB)
{
shortList = headB;
longList = headA;
}
int gap = abs(lenA - lenB);//求出差距
while(gap--)//减gap次，若是--gap,就是减了gap - 1次
{
longList = longList->next;
}
while(shortList && longList)
{
if(shortList == longList)
return shortList;//此时shortList == longList;
longList = longList->next;
shortList = shortList->next;
}
//最最关键的一步：就是要在外面返回一个值，因为编译器不会判断代码在哪返回，只会检查你的代码的语法问题。
return NULL;
}“C语言双向链表是什么及怎么实现”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！
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